CN209797919U - 一种基于微流控技术的细菌分离装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种基于微流控技术的细菌分离装置，包括芯片基板及设置在芯片基板底部的塑料薄膜，所述芯片基板两端开设有样品孔和出样孔，所述样品孔与出样孔之间通过微流控通道相连通；所述微流控通道包括有相互连通的直管和螺旋弯曲管，所述螺旋弯曲管的两端分别通过直管与样品孔、出样孔相连通。微流控通道设置为平面螺旋弯曲形态，能减少液体在流通过程中产生气泡，同时内径设置为10微米的微流控通道搭配600～1000微升/每分钟的分离流量，具有更好的分离速度，从而提高分离的效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及高通量的分析系统技术领域，具体涉及一种基于微流控技术的细菌分离装置。
背景技术
传统微生物研究常以微生物群为分析对象，其所得到的群体平均信息往往掩盖了微生物细胞之间的差异，导致实验结果的偏差。目前，微流体细胞分离设备主要分为液滴式微流控和芯片式微流控两大类。
PDMS作为微流控技术中理想的使用材料之一，具有很多良好的特性，如热稳定性高、生物兼容性强、透气透光性好，易于在显微镜下观察等。尽管PDMS有诸多优点，但在使用过程中仍然会出现以下问题，例如：1、未经处理的芯片还不能直接用于细菌细胞的培养，实验前应用75％的酒精多次冲洗芯片通道，以清除芯片加工过程中残留的灰尘粒子等杂质；2、由于PDMS具有较强的疏水性，在向通道内输送培养液时容易产生气泡，对细菌造成损伤；3、目前的芯片体积较小，为了能在芯片表面刻出更加长的通道，一般会对通道进行弯折，而通道在弯折处通常会存在一定的锐角角度，而这些锐角角度不利于通道内液体的流通，容易在弯折地方存在残留，同时液体在经过弯折处时容易产生气泡；4、市面上的细菌分离装置的尺寸各不相同，导致流量较难准确把控，对于想分离混合细菌中占比较低的细菌的较为费事。
上述问题的出现，严重影响了细菌分离的质量和效率。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的旨在提供一种基于微流控技术的细菌分离装置，能减少液体在通道内流通时产生的气泡，提高细菌分离质量，提高分离效率。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种基于微流控技术的细菌分离装置，包括芯片基板及设置在芯片基板底部的塑料薄膜，所述芯片基板两端开设有样品孔和出样孔，所述样品孔与出样孔之间通过微流控通道相连通；所述微流控通道包括有相互连通的直管和螺旋弯曲管，所述螺旋弯曲管的两端分别通过直管与样品孔、出样孔相连通。
通道内液体的流动特性取决于通道内壁表面的几何形状以及表面光洁度或涂层，螺旋弯曲的微流控通道能让通道内的液体顺滑的流动，减少液体在通道弯折区域停留的时间，减少液体残留，同时能减少在流通过程中产生气泡。
进一步的，所述螺旋弯曲管包括但不限于平面状的螺旋弯曲管或三维的螺旋弯曲管。多种螺旋弯曲管均能提高液体流通的流畅程度。
进一步的，所述微流控通道至少一端开设有与仪器设备管道相连接的扩张口。
进一步的，所述微流控通道设置为具有圆形截面的聚二甲基硅氧烷微管。
进一步的，所述微流控通道的内径设置为9～11微米，最佳的内径为10微米。
相对于5～6微米的混合细菌细胞，内径为10微米的微流控通道能更大程度的匹配直径为5～6微米的混合细菌细胞的分离工作，若内径过大，导致直径为5～6微米的混合细菌细胞无法分离出，若内径过小，细菌细胞则无法通过通道，导致分离失败。
进一步的，所述微流控通道的长度10～100毫米。
进一步的，所述出样孔处安装有收集液滴装置，所述收集液滴装置包括孔板和回收泵，所述孔板设置在出样孔的正下方，所述回收泵设置在靠近出样孔的位置，用于吸附回收出样孔滴落的细胞。
进一步的，在出样孔处还安装有观察设备，所述观察设备设置为显微镜。
显微镜用于观察从出样孔滴落的细胞情况，若滴落的液滴如果是单个细胞则落入出样孔正下方的孔板上，若是两个或两个以上细胞的液滴则会通过回收泵将其进行回收。
进一步的，所述细菌分离装置适用于直径为5～6微米的混合细菌细胞。
进一步的，所述细菌分离装置的流量设置为600～1000微升/每分钟。
内径设置为10微米的微流控通道搭配600～1000微升/每分钟的分离流量，能在细菌丰度高的情况下，对于混合细菌中占有比较低的细菌分离工作具有更好的分离速度和分离质量，从而提高分离的效率。
本实用新型的有益效果在于：
微流控通道设置为平面螺旋弯曲形态，能减少液体在流通过程中产生气泡，同时内径设置为10微米的微流控通道搭配600～1000微升/每分钟的分离流量，具有更好的分离速度，从而提高分离的效率。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
附图标记：1、直管；2、螺旋弯曲管。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：
如图1所示，一种基于微流控技术的细菌分离装置，包括芯片基板及设置在芯片基板底部的塑料薄膜，所述塑料薄膜也可设置为适合细菌贴壁的玻片。
所述芯片基板两端开设有样品孔和出样孔，所述样品孔与出样孔之间通过微流控通道相连通；所述微流控通道包括有相互连通的直管1和螺旋弯曲管2，所述螺旋弯曲管2的两端分别通过直管1与样品孔、出样孔相连通。
所述螺旋弯曲管2包括但不限于平面状的螺旋弯曲管2或三维的螺旋弯曲管2。螺旋弯曲管2内的不存在弯折角度，螺旋弯曲管2的弯曲位置设置为具有一定曲率半径的弧度，且弯曲位置内表面的光滑程度高，能提高液体流通的流畅程度，减少流通过程中产生气泡，减少细菌被损伤的几率。
同时螺旋弯曲的微流控通道能让通道内的液体顺滑的流动，减少液体在通道弯折区域停留的时间，减少液体残留在微流控通道内，长久堆积形成杂质影响分离效果。
所述微流控通道至少一端开设有与仪器设备管道相连接的扩张口，可与仪器设备管理相连接，提高分离装置的可扩展性。
所述微流控通道的内径一般设置为1～25微米，而本实施例中微流控通道的内径设置为9～11微米，所述微流控通道的内径设置最佳为10微米。
将圆形截面的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微管作为微流控元件，具有如下特点：PDMS微管制作组装的细胞分离微流控装置无需依赖超净光刻技术，芯片制作成本和技术壁垒降低，更加节能、绿色、环保。
内径为1～25微米适用于不同种类的细胞分离工作，而对于5～6微米的混合细菌细胞，内径为10微米的微流控通道能更大程度的匹配直径为5～6微米的混合细菌细胞的分离工作，若内径过大，导致直径为5～6微米的混合细菌细胞无法分离出，若内径过小，细菌细胞则无法通过通道，导致分离失败。
所述微流控通道的长度10～100毫米，微流控通道具有一定的长度，能为分离工作提供足够的分离时间。
待细菌细胞分离出来后，经过收集液滴装置对具有单个细胞的液滴进行收集，而具有两个或两个以上细胞的液滴进行回收。所述收集液滴装置设置在出样孔处，所述收集液滴装置包括孔板和回收泵，所述孔板设置在出样孔的正下方，所述回收泵设置在靠近出样孔的位置，用于吸附回收出样孔滴落的细胞。
所述出样孔处还安装有观察设备，所述观察设备设置为显微镜。
显微镜用于观察从出样孔滴落的细胞情况，若滴落的液滴如果是单个细胞则落入出样孔正下方的孔板上，若是两个或两个以上细胞的液滴则会通过回收泵将其进行回收。
所述细菌分离装置适用于直径为5～6微米的混合细菌细胞，所述细菌分离装置的流量设置为600～1000微升/每分钟，若流量过大，则细菌无法分离完全，就流出通道，若流量过慢，则分离整体效果慢，效率无法提高。内径设置为10微米的微流控通道搭配600～1000微升/每分钟的分离流量，能在细菌丰度高的情况下，对于直径为5～6微米的混合细菌中占有比较低的细菌分离工作具有更好的分离速度和分离质量，从而提高80％的分离效率。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于微流控技术的细菌分离装置，其特征在于，包括芯片基板及设置在芯片基板底部的塑料薄膜，所述芯片基板的两端开设有样品孔和出样孔，所述样品孔与出样孔之间通过微流控通道相连通；所述微流控通道包括有相互连通的直管和螺旋弯曲管，所述螺旋弯曲管的两端分别通过直管与样品孔、出样孔相连通。
2.根据权利要求1所述的基于微流控技术的细菌分离装置，其特征在于，所述螺旋弯曲管包括但不限于平面状的螺旋弯曲管或三维的螺旋弯曲管。
3.根据权利要求1所述的基于微流控技术的细菌分离装置，其特征在于，所述微流控通道至少一端开设有与仪器设备管道相连接的扩张口。
4.根据权利要求3所述的基于微流控技术的细菌分离装置，其特征在于，所述微流控通道设置为具有圆形截面的聚二甲基硅氧烷微管。
5.根据权利要求4所述的基于微流控技术的细菌分离装置，其特征在于，所述微流控通道的内径设置为9～11微米。
6.根据权利要求5所述的基于微流控技术的细菌分离装置，其特征在于，所述微流控通道的长度10～100毫米。
7.根据权利要求1所述的基于微流控技术的细菌分离装置，其特征在于，所述出样孔处安装有收集液滴装置，所述收集液滴装置包括孔板和回收泵，所述孔板设置在出样孔的正下方，所述回收泵设置在靠近出样孔的位置，用于吸附回收出样孔滴落的细胞。
8.根据权利要求7所述的基于微流控技术的细菌分离装置，其特征在于，所述出样孔处还安装有观察设备，所述观察设备设置为显微镜。
9.根据权利要求1～8任意一项所述的基于微流控技术的细菌分离装置，其特征在于，所述细菌分离装置适用于直径为5～6微米的混合细菌细胞。
10.根据权利要求9所述的基于微流控技术的细菌分离装置，其特征在于，所述细菌分离装置的流量设置为600～1000微升/每分钟。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201822073148.4U CN209797919U (zh) | 2018-12-11 | 2018-12-11 | 一种基于微流控技术的细菌分离装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201822073148.4U CN209797919U (zh) | 2018-12-11 | 2018-12-11 | 一种基于微流控技术的细菌分离装置 |
Publications (1)
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| CN209797919U true CN209797919U (zh) | 2019-12-17 |
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ID=68817141
Family Applications (1)
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| CN201822073148.4U Active CN209797919U (zh) | 2018-12-11 | 2018-12-11 | 一种基于微流控技术的细菌分离装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN209797919U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112268904A (zh) * | 2020-10-22 | 2021-01-26 | 言谱物(杭州)智能科技有限责任公司 | 一种女性生理周期检测芯片 |
-
2018
- 2018-12-11 CN CN201822073148.4U patent/CN209797919U/zh active Active
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| CN112268904A (zh) * | 2020-10-22 | 2021-01-26 | 言谱物(杭州)智能科技有限责任公司 | 一种女性生理周期检测芯片 |
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